在一定的温度和压强下.合成氨反应 3H2+N2 2NH3达到平衡时.下列操作平衡不发生移动的是 A.恒温恒压充入氨气 B.恒温恒压充入氮气 C.恒温恒容充入氦气 D.恒温恒压充入氦气 【查看更多】

 

题目列表(包括答案和解析)

2012年8月24日,武汉市一家有色金属制造厂发生氨气泄露事故。已知在一定温度下,合成氨工业原料气H2制备涉及下面的两个反应:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)。
(1)判断反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达到化学平衡状态的依据是________。(多选、漏选、错选均不得分)
A.容器内压强不变          B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O)  D.c(CO2)=c(CO)
(2)在2 L定容密闭容器中通入1 mol N2(g)和3 mol H2(g),发生反应:3H2(g)+N2(g) 2NH3(g),ΔH<0,测得压强-时间图像如图甲,测得p2=0.6p1,此时温度与起始温度相同,在达到平衡前某一时刻(t1)若仅改变一种条件,得到如乙图像。

①若图中c=1.6 mol,则改变的条件是________(填字母);
②若图中c<1.6 mol,则改变的条件是__________(填字母);此时该反应的平衡常数____________。(填字母)(填“增大”、“减小”、“不变”)
A.升温   B.降温   C.加压   D.减压   E.加催化剂
(3)如(2)题中图甲,平衡时氢气的转化率为________。

(4)工业上可利用如下反应:H2O (g)+CH4 (g)  CO(g)+3H2(g)制备CO和H2。在一定条件下1 L的密闭容器中充入0.3 mol H2O和0.2 mol CH4,测得H2(g)和CH4(g)的物质的量浓度随时间变化曲线如右图所示:0~4 s内,用CO(g)表示的反应速率为____________。

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尿素(H2NCONH2)是有机态氮肥,在农业生产中有着非常重要的作用。

(1)工业上合成尿素的反应分两步进行:

第一步:2NH3(l)+CO2H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l) △H1

第二步:H2NCOONH4 (l) H2O+ H2NCONH2(l) △H2

某化学学习小组模拟工业上合成尿素的条件,在体积为1 L的密闭容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图I所示。

已知总反应的快慢是由较慢的一步反应决定的。则合成尿素总反应的快慢由第______步反应决定,      总反应进行到______min时到达平衡。

②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图II所示,则ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。)

(2)该小组将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变, 固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:

温度/℃

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

平衡总压强/Kpa

5.7

8.3

12.0

17.1

24.0

平衡气体总浓度/10-3mol/L

2.4

3.4

4.8

6.8

9.4

 

①可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的标志是____________。

A.2V(NH3)=V(CO2)                    B.密闭容器中总压强不变

C.密闭容器中混合气体的密度不变       D.密闭容器中氨气的体积分数不变

②根据表中数据,计算25.0°C时该分解反应的平衡常数为______(保留小数点后一位)。

(3)已知:

N2(g)+O2(g)=2NO(g)    △H1=+180.6KJ/mol

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)   △H2=-92.4KJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   △H3=-483.6KJ/mol

则4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ • mol-1。

(4)尿素燃料电池的结构如图所示。其工作时 负极电极反应式可表示为______。

 

 

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尿素(H2NCONH2)是有机态氮肥,在农业生产中有着非常重要的作用。

(1)工业上合成尿素的反应分两步进行:

第一步:2NH3(l)+CO2H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l) △H1

第二步:H2NCOONH4 (l) H2O+ H2NCONH2(l) △H2

某化学学习小组模拟工业上合成尿素的条件,在体积为1 L的密闭容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图I所示。

①已知总反应的快慢是由较慢的一步反应决定的。则合成尿素总反应的快慢由第______步反应决定,总反应进行到______min时到达平衡。

②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图II所示,则ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。)

(2)该小组将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变, 固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:

温度/℃

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

平衡总压强/Kpa

5.7

8.3

12.0

17.1

24.0

平衡气体总浓度/10-3mol/L

2.4

3.4

4.8

6.8

9.4

 

①可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的标志是____________。

A.2V(NH3)=V(CO2)                    B.密闭容器中总压强不变

C.密闭容器中混合气体的密度不变       D.密闭容器中氨气的体积分数不变

②根据表中数据,计算25.0°C时该分解反应的平衡常数为______(保留小数点后一位)。

(3)已知:

N2(g)+O2(g)=2NO(g)    △H1=+180.6KJ/mol

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)   △H2=-92.4KJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   △H3=-483.6KJ/mol

则4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ • mol-1。

(4)尿素燃料电池的结构如图所示。其工作时 负极电极反应式可表示为______。

 

 

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合成氨工业及硝酸工业对工、农生产和国防都有重要意义。请回答:
(1)以N2和H2为原料合成氨气。已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H= -92.4 kJ/mol,
①合成氨工业中采取的下列措施可以用勒夏特列原理解释的是(填选项序号)_______。  
a.用铁触媒加快化学反应速率            
b.采用较高压强(20 MPa~50 MPa)
c.将原料气中的少量CO等气体净化除去  
d.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
②一定温度下,在密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2并发生反应。
a.若容器容积恒定,达到平衡时气体的压强为原来的7/8,N2的转化率为а1,此时,反应放热为_________kJ;
b.若容积为4L,当进行到第4分钟时达到平衡,生成NH3为1.0 mol,则从开始到达平衡时NH3的平均速率v(NH3)=_________。
c.若容器压强恒定,则达到平衡时,容器中N2的转化率为а2,则а2_______а1(填“>、<或=”)。
(2)以氨气、空气为主要原料制硝酸。
①NH3被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是______________________。
②硝酸厂常用如下2种方法处理尾气。
a.催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。
已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol                  
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是___________________。
b.碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2。若每9.2gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.1mol,则反应的离子方程式是_______________。
(3)随着对合成氨研究的发展,希腊科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨(装置如图)。钯电极A是电解池的_______极(填“阳”或“阴”),该极上的电极反应式是__________________ 。

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氨气是一种重要的物质,可用于制取化肥和硝酸等。

   (1)氨气催化氧化的化学方程式为            。

   (2)工业合成氨的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)     2NH3(g);△H=-92.2kJ/mol。

        有关键能:N=N945.6kJ/mol N-H391.0kJ/mol,则H—H键能为        。

   (3)500°C、50Mpa时,在容积为VL的定容器中加入n mol N2、3n mol H2,反应达到平衡后N2的转化率为a。则容器内气体的压强反应前与平衡时的比值为      。

   (4)合成氨原料中的H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。部分1mol物质完全燃烧生成常温下稳定氧化物的△H数据如下表:

       

物质

△H(kJ/mol)

H2(g)

-285.8

CO(g)

-283.0

CH4(g)

-890.3

        已知1 mol H2O(g)转变为1molH2O(l)时放热44.0kJ。写出CH4和水蒸气在高温下反应得到CO和H2的热化学方程式         。

   (5)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl—NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。写出该电池的正极反应式       。

   (6)若把标准状况下6.72L氨气通入到100g19.6%的硫酸溶液中,所得溶液中的溶质是

                     ,溶液中离子浓度从大到小的顺序是           。

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同步练习册答案